نئی ٹیکنالوجی انسانی جینوم کے اندرونی کاموں کو ظاہر کرنے میں مدد کرتی ہے۔

ویل کارنیل میڈیسن اور نیویارک جینوم سینٹر کے محققین نے آکسفورڈ نینو پور ٹیکنالوجیز کے ساتھ مل کر، انسانی جینوم کی تین جہتی ساخت، یا جینوم کیسے فولڈ ہوتا ہے اس کا بڑے پیمانے پر جائزہ لینے کے لیے ایک نیا طریقہ تیار کیا ہے۔ جینوم جینیاتی ہدایات، ڈی این اے یا آر این اے کا مکمل مجموعہ ہے، جو کسی جاندار کو کام کرنے کے قابل بناتا ہے۔

اس طریقہ کار کا استعمال کرتے ہوئے، محققین نے یہ ظاہر کیا کہ خلیے کی تقریب، بشمول جین اظہار، ان اجزاء کے جوڑوں کے بجائے جینوم میں بیک وقت تعامل کرنے والے ریگولیٹری عناصر کے گروہوں سے متاثر ہو سکتے ہیں۔ نیچر بائیوٹیکنالوجی میں
مئی کو شائع ہونے والی ان کی دریافتیں جینوم کی ساخت اور سیلولر شناخت کے درمیان تعلق پر روشنی ڈالنے میں مدد کر سکتی ہیں۔

"تین جہتی جینوم کی ساخت کو جاننے سے محققین کو بہتر طور پر یہ سمجھنے میں مدد ملے گی کہ جینوم کیسے کام کرتا ہے، اور خاص طور پر یہ کس طرح مختلف خلیوں کی شناختوں کو انکوڈ کرتا ہے،" سینئر مصنف ڈاکٹر مارسن امییلینسکی نے کہا، پیتھالوجی اور لیبارٹری میڈیسن کے ایسوسی ایٹ پروفیسر اور کمپیوٹیشنل بائیو میڈیسن میں کمپیوٹیشنل جینومکس۔ ویل کارنیل میڈیسن اور نیویارک جینوم سینٹر کے بنیادی رکن۔ انہوں نے کہا کہ "جینوم کی ساخت کا مطالعہ کرنے کے طریقوں نے ہمیں حیرت انگیز بصیرت فراہم کی ہے، لیکن اس میں اہم حدود بھی ہیں،" انہوں نے کہا۔

مثال کے طور پر، جینوم کے تین جہتی ڈھانچے کا جائزہ لینے کے لیے پچھلی ٹیکنالوجی نے محققین کو یہ مطالعہ کرنے کی اجازت دی ہے کہ جینوم پر دو لوکی، یا جسمانی مقامات، ایک دوسرے کے ساتھ کتنی بار تعامل کرتے ہیں۔ روایتی طور پر، لوکی کے جوڑے جنہیں اینہانسرز اور پروموٹر کہتے ہیں -- جینوم میں ایسے اجزاء جو ایک دوسرے کے ساتھ بات چیت کرتے ہیں تاکہ جین کے اظہار کو متاثر کیا جا سکے۔

ان جوڑیوں کے بارے میں معلومات جینوم کی ساخت اور فنکشن میں نامکمل بصیرت پیش کرتی ہے۔ مثال کے طور پر، فولڈنگ پیٹرن کو اس بات سے جوڑنا کہ جینوم کس طرح ایک مخصوص خلیے کی شناخت کے لیے انکوڈ کرتا ہے -- جیسے جگر، پھیپھڑوں یا اپکلا سیل -- کے لیے مشکل ہے، ڈاکٹر امییلینسکی نے کہا، جو انگلینڈ کے انسٹی ٹیوٹ فار پریسجن میڈیسن کے رکن بھی ہیں۔ اور ویل کارنیل میڈیسن میں سینڈرا اور ایڈورڈ میئر کینسر سینٹر۔ سائنسدانوں نے یہ نظریہ پیش کیا ہے کہ یہ تہہ جین کے اظہار کو متاثر کرتی ہے۔ "لیکن سیل کی اقسام کو کس طرح انکوڈ کیا جاتا ہے، خاص طور پر ڈی این اے کی ساخت میں، ایک معمہ رہا ہے،" انہوں نے کہا۔

ڈاکٹر امیلیانسکی اور ان کی تحقیقی ٹیم، بشمول پہلے مصنف آدتیہ دیشپانڈے، جو کہ سہ فریقی پی ایچ ڈی کے حالیہ گریجویٹ ہیں۔ ڈاکٹر امیلینسکی کی لیب میں کام کرنے والے کمپیوٹیشنل بیالوجی اینڈ میڈیسن کے پروگرام نے ایک نیا جینوم وسیع پرکھ اور الگورتھم تیار کیا ہے جس کی مدد سے وہ لوکی کے گروپس کا مطالعہ کر سکتے ہیں، نہ کہ جوڑے۔

انہوں نے ایک روایتی ٹکنالوجی، ہائی-سی (کرومیٹن کنفارمیشن کیپچر) کو اپنایا، جو تین جہتی جینوم ڈھانچے کا تجزیہ کرنے، نینو پور کی ترتیب، یا ڈی این اے مالیکیولز کے طویل، مسلسل اسٹرینڈز کی ہائی تھرو پٹ ترتیب کا تجزیہ کرنے کے لیے ڈی این اے اور پروٹین کے مرکب کا جائزہ لیتی ہے۔ نتیجہ خیز پرکھ، جسے محققین نے -کہا، نے انہیں لاکھوں تین جہتی لوکس گروپنگ کا مشاہدہ کرنے کے قابل بنایا۔

انہوں نے اعداد و شمار کے طریقے بھی تیار کیے تاکہ اس بات کا تعین کیا جا سکے کہ کون سے لوکس گروپنگ اہم ہیں، اس بنیاد پر کہ آیا انہوں نے جین کے اظہار کو متاثر کرنے کے لیے باہمی تعاون سے بات چیت کی۔ "جینوم کے بہت سے تین جہتی تعاملات اہم نہیں ہیں،" ڈاکٹر ایمیلینسکی نے کہا۔ "ہمارے تجزیاتی طریقے ہمیں گروپ کے تعاملات کو ترجیح دینے میں مدد کرتے ہیں جو کہ جینوم فنکشن کے لیے اہم ہیں۔" مطالعہ کی ایک کلیدی تلاش کے طور پر، محققین نے پایا کہ ڈی این اے عناصر کی سب سے اہم کوآپریٹو گروپنگ سیل کی شناخت سے وابستہ جینوں کے گرد واقع ہوئی ہے۔

مستقبل کے تجربات دریافت کریں گے کہ سیل کی شناخت کے مختلف پہلوؤں کے لیے جینومک اجزاء کے کون سے مخصوص گروپس ضروری ہیں۔ نئی ٹکنالوجی محققین کو یہ سمجھنے میں بھی مدد دے سکتی ہے کہ اسٹیم سیل، جسم کے ناپختہ، ماسٹر سیل، مختلف سیل اقسام میں کیسے فرق کرتے ہیں۔

اس کے علاوہ، محققین کینسر کے خلیات میں اسامانیتاوں کو بہتر طور پر سمجھنے کے قابل ہو سکتے ہیں۔ "مستقبل میں، یہ ٹیکنالوجی اس بات کو سمجھنے میں واقعی مددگار ثابت ہو سکتی ہے کہ کینسر کے خلیے کے جینومز کو کس طرح دوبارہ ترتیب دیا جاتا ہے، اور یہ کس طرح دوبارہ ترتیب دینے سے خلیوں کی تبدیل شدہ شناختوں کو آگے بڑھایا جاتا ہے جو کینسر کو بڑھنے اور پھیلنے کے قابل بناتے ہیں۔" ڈاکٹر امییلینسی نے کہا۔